实验金属材料泊松比测定.doc

注意：表中数据填写自己实验时所记录的进行计算！！
！！！！！有的图也可能每组不同，自己看了改改

实验七 金属材料泊松比测定

一、实验目的及意义
1．测定低碳钢的泊松比μ。
2. 金属材料在工程上具有很高的应用价值。其具有较好的弹性 、塑性和韧性。其不同的轧制或锻造工艺对其力学性能 ,物理性能都将会带来一定的影响。弹性模量 、泊松比、切变模量是材料的三个重要的材料弹性常数。对于使用在各个领域里的材料 ,都要严格测定弹性模量 、泊松比和切变模量 ,弹性模量和泊松比μ几乎贯穿于材料力学的全部计算之中。
鉴于此 ,常需以应变电测原理和技术测量金属材料的泊松比。

二、实验仪器
1．万能材料试验机。
2．静态数字电阻应变仪。
3．游标卡尺、电阻应变片、胶水，砂纸。
4．贴轴向及横向应变片的（低碳钢）拉伸试件和补偿块。

三、实验原理 及方法
1.原理：
在试样的中间部位纵向和横向划线，确定贴片的位置，以金相砂纸沿与试样轴线方向打磨贴片部位，使其平整。以酒精和丙酮将贴片部位清洗干净。再将应变片用502胶水准确贴在规定的位置。
在某一给定载荷作用下，可同时测出纵向应变为ε，横向应变为ε1。在弹性范围内，两者之比为一常数。该常数称为横向变形系数或泊松比，用μ表示，即 μ= 。
横向应变与纵向应变之比值称为泊松比µ，也叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。

2.方法：

采用应变电测方法进行测量横向和纵向应变。选用如下图所示1/4电桥。

R2
R1

R1与R2分别连入两组1/4电桥中的AB间，其测量值分别代表纵向应变ε、横向应变ε1。

补偿片贴在试件的一端面上或者相同环境不受力的同种材料上。

四、实验步骤
1．测量试样。在试样工作段的上、中、下三个部位测量横截面面积，取它们的平均值作为试样初始横截面面积。
2．确定试样允许达到的最大应力值（取材料屈服点σs的70%~80%）及所需的最大荷载值。
3．确定初荷载，根据初荷载和最大荷载以及其间至少应有8级加载的原则，确定每级荷载的大小。
4．准备工作。把试样安装在试验机的夹头上，调整试验机零点。按照半桥接线方法把应变片接到应变仪上。
5．正式实验。加载至初荷载，记下荷载值以及应变仪的读数ε、ε1。以后每增加一级荷载，记录一次荷载值及相应的应变仪读数ε、ε1，直至最终荷载值。
6．取下试样。机器仪表复原。

五、数据记录、处理
所选试样材料为45钢 σs=360MPa
σb=610MPa
硬度（HB）： 热轧241
退火197
根据试验机和材料性质取最大载荷为5 KN。

通道
道
载
荷

通道一读数
通道二读数
P1=-0.5KN
42
-7
P2=-1KN
75
-16
P3=-2KN
142
-35
P4=-3KN
208
-53
P5=-4KN
273
-71
P6=-5KN
337
-89

应变道
变
载
荷

纵向应变ε
横向应变ε1
P1=-0.5KN
42
-7
P2=-1KN
33
-9
P3=-2KN
67
-19
P4=-3KN
66
-18
P5=-4KN
65
-18
P6=-5KN
63
-18

μ1===0.1666 μ2===0.2727
μ3===0.2836 μ4===0.2727
μ5===0.2769 μ6===0.2857
去除大误差数据μ1=0.1666，
求平均值得：
μ=（μ2+μ3+μ4+μ5+μ6）/5=0.2783